NL8402605A - Stroom-afsluitring. - Google Patents

Description

t *' - 1 -

Stro om- afsluitring

Stroomafsluitringen worden conventioneel gebruikt in waterafvoer leidingen in een poging de stroom water daardoorheen te regelen teneinde het stroomvolume gelijkmatiger te maken onder verschillende of uiteenlopende drukoms tandig-5 heden. Dergelijke stroom-afs1uitringen worden vaak gebruikt onder dergelijke uiteenlopende omstandigheden in combinatie met verdelers, in een poging een vooraf bepaalde hoeveelheid water toe te dienen waar zulks is gewenst, zoals in wasmachines. Cmdat leidingwaterdrukken kunnen variëren tussen 10 15 psi en 120 psi (105 kPa - 840 kPa) zal het stroomvolume door een gegeven kraan in ruime mate uiteenlopen bij afwezigheid van een stroom-afs1uitring.

Stroomafsluitringen die op het ogenblik gangbaar zijn in gebruik, zijn in het algemeen schijven die zijn 15 samengesteld uit een flexibel veerkrachtig materiaal en een centrale opening hebben die zich daardoorheen uitstrekt, waarbij de afsluitring in verschillende mate wordt vervormd onder verschillende drukomstandigheden zodat de grootte van de opening ervan kleiner wordt als de brondruk wordt 20 verhoogd. Als gevolg daarvan wordt een maatregel van regeling uitgevoerd bij de hogere drukken, maar bij de lagere druktrajecten, zijn derge lijke st roomaf slu i t r ingen inadequaat in die zin dat zij niet werkelijk zorgen voor een adequate stroom daardoorheen. Daarom is voor dergelijke 25 stroomafsluitringen bij lagere brondruktrajecten het stroomvolume aanzienlijk minder dan datgene dat zal worden toegelaten om door te gaan bij hogere brondrukken en daarom is het onmogelijk een dergelijke machine geschikt af te stellen zó(dat wordt verzekerd dat de gewenste hoeveelheid 30 stroom tot stand zal komen bij zowel lage als hoge brondrukken De uitvinding is er op gericht dit probleem op te lossen op een eenvoudige en relatief goedkope manier.

De uitvinding verschaft een in wezen gelijkmatige stroom over een ruimer en belangrijk traject van brondruk-:35 ken. Als gevolg daarvan zal de onderhavige stroomafs1uit-ring, wanneer hij wordt gebruikt in combinatie met een afstelorgaan, in wezen een gelijkmatig stroomvolume over het gehele normale traject van brondrukken verschaffen. 8402605

> I

-2-

Dit wordt bereikt door de stroomafsluitring op een andere manier te construeren zodanig dat in verband daarmee, als gevolg van de bouw ervan, de hoeveelheid water die men 5 door laat gaan, daardoorheen toeneemt over de lagere trajecten van brondruk. Met andere woorden een stroomafsluit-ring wordt verschaft met verschillende bouwkenmerken die een grotere stroom ter doorleiding daardoorheen bij lagere drukken doet ontstaan.

10 Volgens de uitvinding wordt dit uitgevoerd door de opening van de stroomafs1uitring te begrenzen met een meervoudig aantal zeer dicht aan elkaar grenzende maar met tussenruimten aanwezige zich radiaal en axiaal uitstrekkende vinnen die worden ondersteund door een ringvormige 15 buitenwand. Bij lagere drukken stroomthet water gemakkelijk door de nauwe sleuven die de vinnen scheiden, en voorts door de centrale opening. Bij hogere drukken vervormen de dunne vinnen echter en sluiten geleidelijk de sleuven daartussen af waardoorheen water zal stromen bij lager 20 drukken. Als gevolg daarvan maakt de uitvinding het mogelijk, de stroom bij dergelijke lagere drukken aanzienlijk te vergroten door in feite de doeltreffende grootte van de opening te vergroten, doordat men de vloeistof laat stromen door de sleuven en voorts door de opening zodat 25 het stroomvolume wordt verhoogd tot hetzelfde niveau als datgene wordt bereikt bij hogere drukken. Bij hogere drukken vervormen de vinnen en sluiten de sleuven af en de schijf wordt in het algemeen zodanig samengedrukt, dat de hoofdopening wordt verkleind, zodat de grootte wordt 30 verkleind van de weg, waardoorheen de vloeistof kan stromen ! en die stroomt op een gelijkmatig volume wordt geregeld.

! Daarom is een doel van de uitvinding het verschaf fen van een stroomafsluitring die in wezen even hoge volumina van stroom daardoorheen zal toelaten bij lage brondrukken 35 als bij hoge brondrukken.

Fig.1 is een vlak aanzicht van de nieuwe stroom-afsluitring volgens de uitvinding gezien vanaf de uitlaat-kant; fig.2 is een vertikale dwarsdoorsnede door één van de onderhavige stroomafsluitringen gemonteerd in werken-40 de positie binnen een leiding, teneinde het stroomvolume 8402605 , l -3- daardoorheen te reguleren.

Fig.3 is een diagram dat de stroomvolumina toelicht bij uiteenlopende brondrukken door stroomafsluit-ringen die tot nu toe bekend zijn; en 5 Fig.4 is een diagram dat de stroomvolumina toelicht bij uiteenlopende brondrukken door de stroomaf-sluitring volgens de uitvinding.

De voorkeuruitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven in fig.1 en 2. Zoals weergegeven bestaat 10 zij uit een stroomregelingsorgaan in de vorm van een schijf 5 met een zich axiaal uitstrekkende opening 6 die wordt begrensd door een meervoudig aantal zich radiaal uitstrekkende vinnen 7. Deze vinnen 7 zijn gescheiden door sleuven S die bij voorkeur van gelijkmatige breedte 15 zijn. Zoals is weergegeven worden de vinnen 7 gedragen door een buitenringondersteuningswand 9 die radiale afmetingen heeft die bij benadering die van de vinnen 7 zijn, en die de vinnen 7 ondersteunt op het binnendiame-ter oppervlak. De vrije binneneinddelen van de vinnen 20 7 zijn enigerrhate voorzien van een kromtestraal in de buurt van de inlaatkant 10 van de schijf als bij 11 teneinde een gelijkmatiger stroom voort te brengen.

Fig.2 geeft weer een leiding 12 met een daarin gevormde groef 13 ter opneming en vasthouding van een 25 dergelijk stroomregelingsorgaan, waarbij de pijlen de stroomrichting daardoorheen aangeven. Zoals is weergegeven is de leiding voorzien van een helling van 45° als bij 14, 15 aan tegenover elkaar gelegen zijden van de schijf en is samengesteld uit doorsneden 16, 17 die aan elkaar ;30 : zijn bevestigd op elke eenvoudige conventionele manier j (niet weergegeven). Dergelijke verbindingen worden con ventioneel gebruikt in leidingen waar behoefte bestaat aan een dergelijke stroomregeling zoals in wasmachines, douchkoppen, etc.

35 Ook nemen de openingbepa1ende delen van de schijf 5 nabij de uitlaatkant 18 ervan, enigermate toe in straal bij een hoek van 45° zoals bij 19 en strekken zich daarna evenwijdig uit naar de as van de opening weer als bij 20. Deze toeneming in straal wordt verschaft teneinde 40 te verzekeren dat elk materiaal dat is achtergebleven 8402605 -4- bij de scheidingslijn buiten de vloeistof stroom daardoorheen zal zijn geplaatst en aldus niet de v 1 oeistofstroom zal splitsen.

De schijf 5 is bij voorkeur vervaardigd uit een 5 stroombaar-onder' -druk, flexibel, veerkrachtig elasto meer of kunststofmateriaal. Tot dergelijke materialen behoren een ethyleenpropy1eendieenmonomeer , een silicone, of een nitril. Het materiaal dient een hardheidstrajeet te hebben van 30-95 durometer Shore A, bij voorkeur 50-10 70 durometer Shore A. Dit materiaal is in hoge mate bestand tegen beschadiging die kan ontstaan uit langere tijdsperioden van in het water zijn.

In de handel is voornamelijk vraag naar stroom-afs 1 uitringen met een buitendiameter van 0,680 inch 15 (1,72 cm), hetgeen standaard is omdat 85-90% van de stroomafs1uitringen die als gebruikelijk worden verkocht, deze afmeting hebben.

Er is een beperkte vraag naar stroomafs1uitrin-gen met buitendiameters die slechts 0,300 inch (0,76 20 cm) en sommige gaan zo laag,, dat zij slechts 0,2 inch (0,51 cm) zijn. De grote massa heeft echter buitendiameters in de buurt van 0,680 inch (1,72 cm) dat de afmeting is van de schijf 5 die hierin is weergegeven. De asafmetingen van de schijf 5 zijn bij voorkeur binnen een traject 25 van 0,095-0,150 inch (0,24-0,38 cm).

De straal van de opening 6 kan uiteen lopen en loopt noodzakelijkerwijze ook uiteen, afhankelijk van het gewenste stroomvolume. Het heeft echter de voorkeur de lengte van de vinnen 7 te houden op ongeveer 0,100 j30 inch (0,254 cm)en de radiale afmetingen van de steunring-wand 9 ervan op dezelfde afmeting. Daarom zal een schijf met een 0,100 inch (0,254 cm) straa1 opening een totale straal hebben van 0,300 inch (0,76 cm), een schijf met een 0,150 inch (0,38 cm) opening-straa1 zal een totale 35 straal hebben van 0,350 inch (0,905 cm), en een schijf met een opening met een straal van 0,200 inch (0,51 cm) zal een totale straal van 0,400 inch (1,02 cm) hebben.

Zoals is weergegeven hebben de sleuven 8 die zijn gesneden in de schijf 5, een breedte van 0,012 inch 40 (0,0305 cm). Zij hebben bij voorkeur een gelijkmatige 84 0 2 6 0 5 -5- breedte binnen het traject van 0,010-0,020 inch (0,0254-0,0504 cm), en strekken zich radiaal uit zoals is weergegeven. Het voorkeur-breedtetraject is 0,0125 tot 0,0165 inch (0,0318-0,0420 cm). De sleuven begrenzen de vinnen 5 7 daartussen, waarbij de laatste afmetingen hebben van 0,002-0,007 inch (0,00504-0,0178 cm) aan een inwendige vrije eindpunten en aanzienlijk bredere afmetingen aan de basis ervan, zoals is weergegeven.

Op te merken valt, dat de radiale lengte van 10 de vinnen 7 de radiale afmetingen van buitenwand 9 en voorts de straal van de opening 6 benadert. De steun-wand 9 kan dikker zijn maar dient niet minder te zijn in radiale afmetingen dan die van de vinnen. De lengte van de vinnen 7 zijn bij voorkeur binnen een traject 15 van 0,070-0,130 inch;(0,178-0,330 cm).

De sleuven 8 kunnen worden gesneden door een gegoten voorgevormde schijf 5, vervaardigd uit één van de in het voorafgaande gedefinieerde materialen. De vinnen 7 en de sleuven 8 moeten nauw zijn zoals gedefinieerd 20 teneinde geschikt hun taak te verrichten. Het is echter onmogelijk dergelijke sleuven te snijden onder toepassing van mechanische middelen omdat het vervormbaar materiaal waaruit de schijf is vervaardigd, zal vloeien. Gevonden werd echter, dat via de toepassing van een laserstraal, 25 dergelijke nauwe sleuven kunnen worden gesneden en dergelijke nauwe vinnen kunnen begrenzen. Het is onmogelijk dergelijke vinnen te gieten omdat de delen van de gietvorm die hen zouden begrenzen, zullen bezwijken bij standaard-gietdrukken.

i30 Gemakkelijk zal te zien zijn dat bij lage drukken de sleuven 8 begrensd blijven met het gevolg dat een grote volume vloeistof kan gaan door de opening 6 en sleuven 8 van de schijf dan anders alleen door de opening ervan zou stromen. Als de drukken echter stijgen, vervor-35 men de vinnen 7 en sluiten de sleuven 8 af zodat alle vloeistof moet gaan door de schijfopening. Als de druk stijgt vervormt de schijf verder ter beperking van de opening zelf, op dezelfde manier als tot nu toe zich voordeed bij de toepassing van conventionele stroomafsluit-40 ringen. Als gevolg van bovenstaande werking doet een 8402605 -6- stroomafsluitring een gelijkmatig stroomvolume over een ruimer traject van drukken ontstaan, zoals is weergegeven door de diagrammen van fig.3 en 4. Dit blijkt bijzonder duidelijk in de lagere druktrajecten waar op het ogen-5 blik de grootste behoefte bestaat aan verbeterd prestatie vermogen.

In fig.3 is weergegeven het stroomvolume in gallons per minuut ( maal 3,785 1 iter/minuut) wanneer een stroom-afsluitring wordt gebruikt die op het ogenblik gangbaar 10 is en stand van de techniek vormt voor de onderhavige uitvinding. Er is te zien dat bij drukken van 45 psi (314 kPa) en groter de stroom vrij gelijkmatig is bij 6 gallons per minuut (22,6 liter per minuut). Beneden 45 psi (314 kPa) daalt het stroomvolume echter aanmerke-15 lijk zodat bij 20 psi (140 kPa) slechts 5 gallons per minuut (19 liter per minuut) en bij 15 psi (105 kPa) slechts 4,5 gallons (17 liter) per minuut wordt toegelaten. Fig.4 geeft weer het stroomvolume van de stroomafs luit-ring volgens de uitvinding bij dergelijke lage drukken 20 bij aanzienlijk hogere niveau's.Zo is bij 20 psi (140 kPa) aanwezig een stroom van 7 gallons (26,4 liter) per minuut en bij 15 psi (105 kPa) een stroom van 6,7 gallons (25,3 liter) per minuut aanwezig. Bij 20 psi (140 kPa) en voor alle drukken daarboven is een gelijkmatige stroom 25 van bij benadering 7 gallon (26,4 liter) per minuut aanwezig.

Uit het bovenstaande is te zien dat een stroomaf- . sluitring wordt verschaft van nieuw ontwerp en materiaal dat de toegelaten vloeistof stroom daardoorheen aanmerkelijk 130 verhoogt aan het laagste einde van het drukniveautraject van conventionele leidingwaterbronnen. Dit is bijzonder belangrijk voor toepassing waarbij de kleppen worden gerangschikt samen met verdelers ter regeling van de tijdsduur dat een klep is geopend, zoals in wasmachines, 35 waar een vooraf bepaalde hoeveelheid water nodig is.

Dit is ook van bijzondere waarde bij irrigatie, waarbij gewoonlijk pogingen worden gedaan om de benodigde drukken in sterke mate te verminderen, tot 30 psi (210 kPa) teneinde energie te besparen.

40 Bij beschouwing van de uitvinding dient eraan 8402605 - 7 - te worden herinnerd dat de onderhavige openbaring siechts ter toelichting dient en de reikwijdte van de uitvinding dient te worden bepaald door bijgaande conclusies- -conc1us i es - 8402605

Claims (22)

1. , t -8- -Conclusies- 1.Stroomafsluitring, gekenmerkt door: a) een stroomregelingsorgaan geconstrueerd eh ingèricht om te worden aangebracht binnen een waterleiding ter regeling van de s t r oorr|vater daardoorheen bij een in hoofd- 5 zaak konstant volume over het druktraject van een conven tionele watervoeding verbonden aan de leiding; b) waarbij het stroomrege1ingsorgaan geheel is geconstrueerd uit een s.troombaar flexibel veerkrachtig materiaal bestand tegen langere tijdsperioden in water en dat in 10 hoofdzaak gelijkmatige axiale afmetingen over het geheel genomen heeft, waarbij het stroomrege1ingsorgaan een opening heeft die zich axiaal en centraal daardoorheen u i t s t rekt; c) waarbij het stroomregelingsorgaan is omvat door een 15 ringvormige buitenwand; en d) waarbij een meervoudig aantal op afstand staande maar dicht naast elkaar aanwezige vinnen zich radiaal naar binnen uitstrekt vanaf de wand, waarbij de vinnen vrije einddelen hebben die de opening daartussen begrenzen 20 en zich geheel binnen het algemene vlak van de wand uitstrekken.
2. ; 2.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt ; doordat het stroomr ege1ingsor gaan een inlaatzijde en 25 een uitlaatzijde heeft en de vinnen einddelen hebben die enigermate zijn gekromd grenzend aan de inlaatzijde.
3. 3.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de vinnen gescheiden door sleuven op een afstand 30 van elkaar staan, welke breedten hebben in een traject van 0,0125 inch tot 0,0165 inch (0,0312 tot 0,0413 cm).
4. 4.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de vinnen op een .afstand van .elkaar zijn geschei- 8402605 -9- den door sleuven met breedten binnen een traject van 0,0100 tot 0,0200 inch (0,0254 cm - 0,0504· cm).
5. 5.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt 5 doordat de vinnen op een afstand van elkaar zijn geschei den door sleuven die nagenoeg gelijkmatig van breedte zijn over hun individuele lengten.
6. 6.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt 10 doordat de axiale afmetingen van het stroomregelings-orgaan liggen binnen het traject van 0,095-0,150 inch (0,242 - 0,271 cm).
7. 7.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt 15 doordat de vinnen 0,100 inch (0,254 cm) in radiale afmetingen benaderen.
8. 8.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de vinnen elk 0,100 inch (0,254 cm) in radiale 20 afmetingen benaderen en de wand radiale afmetingen heeft van niet minder dan 0,100 inch (0,254 cm).
9. 9.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de vinnen 0,100 inch (0,254 cm) in radiale af-25 metingen benaderen en op een afstand van elkaar staan gescheiden door groeven met breedten binnen een traject van 0,0125 - 0,0165 inch (0,0318 - 0,411 cm).
10. 10.Structuur volgens conclusie 1, gekenmerkt , |30 doordat de vrije einddelen van de vinnen bij benadering een dikte hebben van 0,002-0,007 inch (0,00504 - 0,01678 cm).
11. 11.Stroomafsluitring gekenmerkt door: 35 a) een schijf vervaardigd uit een stroombaar flexibel veerkrachtig materiaal bestand tegen langere perioden in water en met een centrale opening die zich axiaal daardoorheen uitstrekt en een buitenringwand die zich uitstrekt rondom de opening; 40 b) waarbij de schijf een meervoudig aantal nauwe verlengde 8402605 -10- dicht aan elkaar grenzende sleuven heeft die zich radiaal naar binnen uitstrekken vanaf de wand en axiaal door de schijf en in verbinding staat met de opening; en c) waarbij tussen aangrenzende paren daarvan een meervou-5 dig aantal nauw aan elkaar grenzende vinnen worden begrensd die zich radiaal naar binnen uitstrekken vanaf de wand naar de opening en geheel binnen het algemene vlak van de schijf. 10
12. 12.Stroomafsluitring gekenmerkt door: a) een schijf vervaardigd uit een stroombaar flexibel veerkrachtig materiaal bestand tegen langere perioden in het water en met een centrale opening die zich axiaal daardoorheen uitstrekt en een buitenringwand met een 15 binnendiameteroppervlak dat zich uitstrekt rondom de opening; b) een meervoudig aantal dunne verlengde dicht aan elkaar grenzende vinnen gedragen door de ringwand en zich radiaal uitstrekken naar binnen vanaf gescheiden maar dicht aan 20 elkaar grenzende punten die zijn gelegen langs het gehele diametrisch oppervlak van de wand, waarbij de vinnen zich geheel uitstrekken binnen het algemerie vlak van de schijf; c) waarbij de vinnen langs omtrek op afstand staan en 25 zich axiaal uitstrekken van de schijf en met binneneind-delen die eindigen in afstandre1 atie tot de opening.
13. 13.Structuur volgens conclusie 12 gekenmerkt doordat de schijf een inlaatzijde en een uitlaatzijde 30 heeft en de binneneindde1 en van de vinnen enigermate zijn gekromd grenzend aan de inlaatzijde.
14. 14.Structuur volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat de vinnen op een afstand van elkaar staan ge-35 scheiden door sleuven met een breedte in, het traject tussen 0,0125-0,0165 inch (0,0318-0,0411 cm).
15. 15.Structuur volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat de vinnen op een afstand van elkaar staan geschei-40 den door sleuven met breedten binnen een traject van 8402605 , I » -11- 0,0100 tot 0,200 inch (0,0254 - 0,0504 cm).
16. 16.Structuur volgens conclusie 12 gekenmerkt doordat de vinnen op een af stand van elkaar staan gescheiden 5 door sleuven die nagenoeg gelijkvormig zijn in breedte over hun individuele lengtai.
17. 17.Structuur volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat de axiale afmetingen van de schijf liggen in het 10 traject van 0,095 - 0,150 inch (0,242 - 0,382 cm).
18. 18.Structuur volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat de vinnen radiale afmetingen hebben die in de buurt liggen van 0,070 - 0,130 inch (0,178 - 0,330 cm). 15
19. 19.Structuur volgens conclusie 12 gekenmerkt doordat de wand en de vinnen elk radiale afmetingen hebben die 0,070 - 0,130 inch (0,178 - 0,330 cm) benaderen.
20. 20 20.Structuur volgens conclusie 12 gekenmerkt doordat de vinnen radiale afmetingen hebben die 0,070 -0,130 inch (0,178 - 0,330 cm) benaderen en op een afstand staan van elkaar gescheiden door sleuven met breedten binnen een traject van 0,0100 inch tot 0,200 inch (0,0254 25 tot 0,0504 cm).
21. 21.Structuur volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat de vinnen vrije einddelen hebben die bij benadering een dikte hebben van 0,002 - 0,007 inch (0,00504 -30 0,00178 cm) in een omtreksrichting.
22. 22.Werkwijze ter vervaardiging van een stroomafs1uitring, met het kenmerk, dat men a) een schijf1ichaam vormt uit een stroombaar flexibel veer-: 35 krachtig materiaal met een hoge graad van bestandheid tegen beschadiging door water, waarbij het schijf1ichaam wordt gevormd zodanig dat het nagenoeg uniforme axiale afmetingen en een centrale opening die zich axiaal daardoorheen uitstrekt, heeft; en 40 b) door de opening begrenzende delen van het schijf1ichaam 8402605 h I i * -12- met een laserstraal met een meervoudig dicht aan elkaar grenzende zich radiaal en axiaal uitstrekkende nauwe sleuven snijdt, die in verbinding staan met de opening en zich uitstrekken axiaal door het schijf1ichaam en radiaal naar 5 buiten vanuit de opening door een meerderheidsdeel heen van de afstand van de opening tot de buitenomtrek van het 1ichaamorgaan. i j ; 8402605